你知道Gromacs中各文件的用途吗？

Gromacs是最常用的分子动力学模拟软件之一。小编很早就想写一点关于Gromacs的东西，可是Gromacs涉及东西太多了：从安装到使用，从分子动力学模拟基本知识到最终的数据分析，内容太多导致小编不知道从何处入手。然而，正所谓不积跬步，无以至千里，今天下定决心，首篇文章先介绍一些Gromacs使用中涉及到的文件。

Gromacs是Groningen Machine for Chemical Simulations的缩写，这里的Groningen指的是荷兰的格罗宁根大学。Gromacs最开始是由格罗宁根大学，生物物理化学系的Herman Berendsen课题组开发的，目前Gromacs的维护及更新由斯德哥尔摩的Science for Life Laboratory实验室领导。具体参与Gromacs研发及维护的人员可以在这个链接中查到http://www.gromacs.org/About_Gromacs/People。

Gromacs是一个用来进行分子动力学模拟的软件。可以使用Gromacs进行模拟研究的生物化学分子包括蛋白质，脂，核酸甚至是一些非生物来源的分子，多聚物等等。Gromacs是一个免费开源的软件，官方网址http://www.gromacs.org/。在官网中可以下载到Gromacs最新及历史版本的软件程序以及安装说明，用户手册，使用案例，常见问题等。

使用Gromacs的过程中会遇到各种类型的文件，下面按照文件的分类，我们简单介绍一下这些文件。

PDB文件

分子坐标文件（.pdb），这个是进行蛋白质分子动力学模拟时的输入文件。PDB文件可以从PDB数据库中下载到。如果你的蛋白质没有三级结构，可以先使用同源建模软件预测一个，然后就可以进行模拟了。PDB文件的详细解释，可以看我们的往期文章，点这里。

GRO文件

分子坐标文件（.gro）。这是使用Gromacs时输出的第一个文件，也是GROMACS的最主要分子坐标文件。当 pdb2gmx 程序被执行以生成分子拓扑文件的时候，它同时将结构文件 (.pdb) 转换为 gromacs 结构文件 (.gro)。gro 文件和 pdb 文件最大的不同在于 gro 还能保存速度信息。此文件的从左到右各列信息分别是：剩余的数量，剩余的名字，原子名字，原子数量，X、Y、Z坐标(单位nm)，X、Y、Z速度(单位nm/ps)。具体固定文本列有：残基序号，5位数；残基名称，5字母；原子名称，5字母；原子序号，5为数；原子坐标三列，X，Y，Z坐标各8位数，含3个小数位；速度同坐标，速度单位为nm/ps（km/s）。详细信息见这里http://manual.gromacs.org/online/gro.html

TOP文件

模拟系统的拓扑文件（.top）。分子拓扑文件，包含所有的力场参数。由程序 pdb2gmx 生成。pdb2gmx 程序将肽或者蛋白质的结构文件(.pdb) 转换为分子拓扑文件(.top)。这个拓扑文件包含了在肽或者蛋白质中所有交互作用的完整信息，主要有这些内容：包含的力场，键相互作用参数，非键相互作用参数，限制性参数，定义一些名称等。详细信息见这里http://manual.gromacs.org/online/top.html

ITP文件

分子拓扑文件（.itp）。被主拓扑文件（.top）包含的分拓扑文件，一般包含某个特定分子的类型。于主拓扑文件区别有它不引用其他力场文件，同时包含[system]，[molecule]等拓扑字节。

RTP文件

残基拓扑文件（.rtp）。该文件包含常见残基的力场信息，包括残基所含原子，成键种类等。使用pdb2gmx处理PDB文件时，程序按照PDB文件信息，在RTP文件中寻找对应的残基力场信息。

NDX文件

原子索引文件（.ndx）。该文件含原子的序号，当使用make_ndx程序生成索引文件时，可以定义不同的原子组，每组名下即是该组所含各个原子的序号。

MDP文件

GROMACS的模拟参数文件（.mdp）。该文件包含关于分子动力学模拟的全部信息。例如，时间步长，步数，温度，压力等等。操作这样一个文件最容易的方法是修改一个简单的 .mdp 例子文件。这是使用GROMACS进行分子动力学模拟最重要的文件。详细信息见这里http://manual.gromacs.org/online/mdp.html

TPR文件

最终一步分子动力学模拟的输入文件Run input file (.tpr)，二进制。内容包含模拟的初始结构，分子拓扑，和所有的模拟参数。利用Grompp程序连接分子结构文件(.gro)、拓扑文件(.top)、分子动力学参数文件(.mdp)和索引文件(.ndx)(可选)，即生成该文件。这个文件包含了开始使用 Gromacs 进行模拟的所有信息。
详细信息见这里http://manual.gromacs.org/online/tpr.html

TRR文件

Trajectory file (.trr)，二进制，轨道文件(.trr)，一旦运行时输入参数文件(.tpr)可以使用了，我们就可以模拟了。开始运行模拟的程序是 mdrun。当开始运行 mdrun 时，你经常需要的唯一输入文件就是运行输入参数文件(.tpr)。mdrun 的输出文件是轨道文件和一个日志文件(.log)。它包含所有的坐标、速度、力和能量信息，就如在(.mdp)文件中指出的一样。
详细信息见这里http://manual.gromacs.org/online/trr.html

XTC文件

模拟轨迹单精度文件（.xtc）。单精度轨迹文件，文件较TRR和TRJ小，为常用分析文件。包含模拟系统中原子坐标，模拟时间，和模拟盒子信息。

EDR文件

模拟输出的系统能量文件（energy，.edr）。该文件记录模拟输入文件中定义的能量组的各种相互作用能量等。

XVG文件

二维图标文件（.xvg）。二维画图工具xmgrace的默认文件，可以使用xmgrace打开。

CPT文件

该文件为模拟断点文件（check point，.cpt）。该文件为模拟过程固定时间间隔产生，保存模拟系统所有信息。该文件一部分可以在能量文件（.edr）找到，一部分可以在双精度轨迹文件（.trr）中找到。如果模拟不幸因为外界条件中断（如断电，模拟人发脾气砸电脑等），可以使用该文件重新在断点处开始模拟，以节省模拟时间。同时也可以依靠该断点文件开始，并延长模拟计算（见tpbconv）。

EPS文件

封装文件格式（.eps），并不是GROMACS自身文件格式，可以当图片打开。LINUX系统下一般已经有默认打开程序，WINDOWS要安装其他打开程序（可以GOOGLE以下）。GROMACS的DSSP和罗麽占陀罗图等通过xpm2ps处理后都是这个文件格式。习惯就好。

M2P文件

xpm2ps程序配置文件，定义输出eps文件中颜色，字体种类及大小等。

N2T文件

原子名称及类型对照文件（.n2t）。x2top程序可以按照原子名称得到该原子的原子类型力场参数，N2T就是x2top程序扫描的数据库，文件很小。文件中文本行有原子名称，原子类型，原子电量，原子质量，该原子与其他原子成键距离等。

XPM文件

数据矩阵文件（.xpm）。该文件矩阵中每个值即是矩阵点所表示的物理量大小（也可以是布尔值）。该文件其实就是二维图，可以失踪xpm2ps转换为图片。

上面我们简单介绍了一下Gromacs使用过程中的遇到的一些文件及用途。如果有好的材料和资源，Gromacs的入门并不难，推荐给大家一个网站http://jerkwin.github.io/Gromacs，这是目前小编发现，与Gromacs相关的最详细的中文网站。另外，感兴趣的同学，可以联系我们的管理员微信bioengxadmin，申请加入到BioEngX-分子动力学模拟 科研讨论群中。

管理员邮箱：info@bioengx.org；管理员微信：bioengxadmin; 内容和图片来自网络。欢迎留言讨论哦，如需再转载，请联系管理员。

扫描下方二维码关注BioEngX官方微信公众平台